[发明专利]一种靶向于Galectin-10蛋白的抑制剂仿生设计筛选方法以及哮喘抑制剂

说明书

本发明涉及多肽仿生设计技术领域，本发明一种靶向于Galectin‑10蛋白的抑制剂仿生设计筛选方法以及哮喘抑制剂。本发明基于1D11抗体亲和模型构建Gal10蛋白的多肽抑制剂库，该多肽库序列特征为：WXYXXNXY，其中X代表除去半胱氨酸以外的19种氨基酸；将多肽抑制剂库中的多肽抑制剂依次进行分子对接、均方根偏差比较、构象比较以及分子动力学模拟和抑制效果验证，可获得与Gal10蛋白具有较高亲和性和良好抑制效果的多肽抑制剂。

技术领域

本发明涉及多肽仿生设计技术领域，更具体的说是涉及一种靶向于Galectin-10蛋白的抑制剂仿生设计筛选方法以及哮喘抑制剂。

背景技术

Galectin-10(Gal10)蛋白是人类嗜酸性粒细胞中的一种蛋白。当嗜酸性粒细胞受到刺激活化之后，Gal10蛋白会被释放出来，经历相变成为CLCs晶体。CLCs是嗜酸性粒细胞死亡的一个标志，可以在组织中存活数月，这种晶体可以引发哮喘疾病。

有研究表明，有抗体可以快速溶解患者黏液中大量存在的CLCs，从而消除患者气道中的炎症以达到治疗哮喘的目的。但抗体通常是分子量较大的蛋白，生产成本较高，因此在实际应用中有一定限制。然而，目前对于Gal10蛋白的多肽抑制剂的设计基础尚缺少一定研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种靶向于Galectin-10蛋白的抑制剂仿生设计筛选方法，使得所述筛选方法能够仿生设计并筛选出Gal10蛋白新型多肽抑制剂，且结合性能良好，具备较佳的抑制活性；

本发明的另外一个目的在于提供经由上述筛选方法获得的靶向于Gal10蛋白的哮喘抑制剂；

本发明的另外一个目的在于提供上述靶向抑制剂在制备治疗哮喘药物中的应用。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种靶向于Galectin-10蛋白的抑制剂仿生设计筛选方法，包括：

步骤1、根据1D11抗体的4个热点残基W53-H、Y104-H、N97-L和Y93-L的构象和相对位置，利用氨基酸定位法确定SEQ ID NO:1所示的WXYXXNXY多肽序列模式，构建多肽抑制剂库，其中X代表除去半胱氨酸以外的19种常用氨基酸；

步骤2、利用分子对接软件(如AUTODOCK VINA)将所述多肽抑制剂库的抑制剂依次与Gal10蛋白进行对接，根据打分函数的分布，选取结合自由能(打分函数)≤-7.5kcal/mol的多肽分子；

步骤3、利用分子动力学模拟软件(如GROMACS)计算1D11抗体中所述4个热点残基与步骤2选取出来的多肽分子序列中相应热点残基之间的均方根偏差RMSD，选择RMSD≤0.5nm的多肽分子；

步骤4、利用视觉分子动力学软件(如VMD)观察步骤3选择的多肽分子的结合构象与1D11抗体中热点残基构象比对，选择相似度较高的一个或多个多肽进行MD模拟及后续抑制效果验证；

步骤5、利用分子动力学模拟软件，将步骤4选择出来的多肽分子进行分子动力学模拟及抑制效果验证，获得靶向于Galectin-10蛋白的抑制剂。

本发明的Gal10蛋白的多肽抑制剂及其筛选方法，是依据已经验证具有溶解晶体作用的1D11抗体和Gal10蛋白复合物晶体结构，构建Gal10蛋白的多肽抑制剂库，特征序列为WXYXXNXY(其中X代表除去半胱氨酸以外的19种常见氨基酸)。

利用分子动力学模拟及泊松-波尔兹曼溶剂可及表面积计算解析Gal10蛋白与1D11抗体复合物的分子作用机理，确定疏水作用在结合过程中占主导，1D11抗体中对结合起重要贡献的关键残基为W53-H、Y104-H、Y93-L、N97-L、Y34-L、R100-H、K55-L。